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NEBLINAS


planta arquitectรณnica


secciรณn transversal

secciรณn longitudinal


paleta materiales


definiciĂłn de zonas y bloques tĂŠrmicos


estrategias bioclimรกticas preventivas


Se decidió levantar el edificio con la intención de evitar la transmisión de calor por el terreno natural del sitio. Al mismo tiempo se observa que la mejor orientación es en el sur este, en donde se decidió poner la ventana del dormitorio, y se consideró prudente proteger las fachadas norte y oeste, debido que en esas orientaciones la radiación es más potente. Además para generar sombras en la fachada y proteger las aberturas de los muros, se propone una cubierta voladiza que está encima del techo, la cual está compuesta de diversas capas a pesar de ser muy ligera.


estrategias de ventilación ventilación cruzada

día / calor

noche/ calor


día/ frío

no aplica

noche / frío


estrategias para la cubierta geometrĂ­a y orientaciĂłn para el rechazo dĂ­a / calor

noche/ calor


día/ frío

no aplica

noche / frío


estrategias de ventilaciĂłn enfriamiento radiante

dĂ­a / calor

noche/ calor


día/ frío

no aplica

noche / frío


anĂĄlisis de consumo y demanda energĂŠtica Aparato

Cantidad

lĂĄmpara LED

8

6

Watts

Wh

6

288

refrigerador

1

1

400

400

celular

2

2

5

20

licuadora

1

30 min

300

150

tv led

1

4

92

368

microondas

1

30min

1000

500

total

1726 Wh


predimensionamiento de sistema fotovoltáico 1726 x 1.15 1984.9 = M = 7.9A x 30.4 x 5.5 x 0.85 x 0.9 1010.47

El diseño de la prepropuesta responde a las necediades de ventilación y orientación del eco-glamping. Uno de los principales factores negativos son la constante humedad en el viento y las altas temperaturas que existen en el exterior. Se recomienda proteger de la radiación a las ventanas y puertas, o en su defecto reacomodarlas para lograr el comfort interno del edificio.


configuración del sitio y localización neblinas / landa de matamoros / querétaro de arteaga 21° 16’ 11” norte 99° 2’ 31” oeste soil type: gravel thermal conductivity: 1,400 w/mk density: 2200 kg/m3 heat capacity: 1900 J/kgK surroundings: garden ground reflectance 20% altitude (sea level) 902 m project noth :90°


protecciรณn del viento

sombra horizontal


propuesta materialidades

thermal conductivity: 0.800 w/mk density: 1757 kg/m3 heat capacity: 840 J/kgK thikness: 0.20 m ext. heat transfer coefficient: 24 w/m2k int. heat transfer coefficient: 8 w/m2k thermal bridge effect: 0 w/m2k U-value: 2.4 w/m2k

thermal conductivity: 0.240 w/mk density: 1000 kg/m3 heat capacity: 1600 J/kgK

thermal conductivity: 0.055w/mk density: 160 kg/m3 heat capacity: 1600 J/kgK


thermal conductivity: 0.210 w/mk density: 700 kg/m3 heat capacity: 2000 J/kgK

thermal conductivity: 50 w/mk density: 7800 kg/m3 heat capacity: 450 J/kgK

thermal conductivity: 1.15 w/mk density: 1800 kg/m3 heat capacity: 1000 J/kgK ext. heat transfer coefficient: 0 w/m2k int. heat transfer coefficient: 0 w/m2k thermal bridge effect: 0 w/m2k U-value: 5.75 w/m2k


sección constructiva

detalle cubierta lámina de acero

aislante térmico

madera

thermal conductivity: 50 w/mk density: 7800 kg/m3 heat capacity: 450 J/kgK thickness: 0.025 m thermal conductivity: 0.033 w/mk density: 115 kg/m3 heat capacity: 1030J/kgK thickness: 0.025m thermal conductivity: 0.055 w/mk density: 1000 kg/m3 heat capacity: 1600 J/kgK thickness: 0.025


características térmicas aberturas

En la ventana sur se observa que existe radiación un poco alta en los meses enero, noviembre y dicimbre, pero no se considera un problema de disconfort por calor debido a que son meses con disconfort por frío. Por otro lado el verano se mantiene con una radiación baja, lo cual es muy adecuado para las habitacione. Posiblemente se deba modificar el tamaño de la ventana.


características térmicas aberturas

En la ventana sur este se concentra mayor radiación durante los meses marzo, abril, mayo, junio, julio, agosto, septiembre, octubre, noviembre y diciembre. Se sugiere diseñar algún protector para esta ventana debido a que existe radiación muy alta en meses con disconfort por calor, pero se debe planear que siga existiendo esa radiación en meses por disconfort por frío.


En la ventana este la radiaciĂłn se mantiene constante baja, lo cual es muy benĂŠfico para la cocina, existe un mes (julio) en donde es ligeramente alta, pero debido a que ĂŠsta ventana contiene una protecciĂłn adicional, no se recomienda cambiar ni agregar nada.


características térmicas aberturas

En la segunda ventana este, se mantiene una radiación razonable a lo largo del año, y como es el caso anterior, existen meses con mucha radiación pero gracias a la protección adicional externa, se puede regular para no tener disonfort por calor en ningún momento del año.


En la ventana nor-oeste, existe un mes en dode está alta la radiación (septiembre), pero debido a que es la ventana del baño, no se considera un elemento que genere disconfort por calor, además de que está protegida por la celosía de carrizo con bambú.


sistemas preestablecidos zona 1 interior

zona 2 baĂąo


zona 1 interior


zona 2 baĂąo


informe de simulación y análisis térmico y energético de la prepropuesta


Key Values General Project Data Project Name: City Location: Latitude: Longitude: Altitude: Climate Data Source: Evaluation Date:

propuesta final 21° 16' 11" N 99° 2' 31" W 902.00 m 12_NEBLINAS-hour.epw 30/11/2016 05:45:41 p. m.

Building Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: External Envelope Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

44.28 39.05 51.59 85.50 15

Building Shell Performance Data Infiltration at 50Pa: 3.75

m² m² m² m³ % ACH

Heat Transfer Coefficients Building Shell Average: Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.54 5.75 - 5.75 2.40 - 2.40 -2.11 - 3.58

[W/m²K]

Specific Annual Values Net Heating Energy: Net Cooling Energy: Total Net Energy: Energy Consumption: Fuel Consumption: Primary Energy: Fuel Cost: CO2 Emission:

2.24 170.83 173.07 303.30 200.09 604.61 -53.57

kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a GBP/m²a kg/m²a

Degree Days Heating (HDD): Cooling (CDD):

627.20 4292.22

Project Energy Balance Lighting and Equipment 299.1 kWh/a

Added Latent Energy 99.0 kWh/a

Human Heat Gain 1611.6 kWh/a

Service Hot-Water Heating 4724.4 kWh/a

Solar Gain

Supplied Energy per Month

1344.7

87.5 kWh/a

1000

Ventilation

750

Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun.

Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec.

46.9 kWh/a

500

Infiltration

250

Transmission

3.4 kWh/a

0 [kWh] 0 250 500

2877.8 kWh/a

Transmission 260.8 kWh/a

Infiltration

42.5 kWh/a

750

Ventilation

1000

Sewage

1250

Emitted Energy per Month

2582.2 kWh/a

Heating

624.6 kWh/a 4724.4 kWh/a

Cooling

6671.6 kWh/a

Thermal Blocks Thermal Block 001 New Thermal Block 002 New Thermal Block

Total:

Zones Assigned 1 1

2

Operation Profile interior baño

Gross Floor Area m² 37.26 7.02

Volume m³ 73.15 12.35

44.28

85.50


001 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

37.26 33.44 41.50 73.15 17

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (05:00 Jan. 14): Annual Mean: Max. (18:00 May. 28):

18.00 24.90 32.81

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

0 1640

hrs/a hrs/a

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 5.75 - 5.75 2.40 - 2.40 2.11 - 3.17

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

87.45 6671.64

kWh kWh

Peak Loads Heating (06:00 Jan. 13): Cooling (20:00 Apr. 01):

0.77 1.50

kW kW

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 5.75 - 5.75 2.40 - 2.40 3.58 - 3.58

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

0.00 0.00

kWh kWh

Peak Loads Heating (01:00 Jan. 01): Cooling (01:00 Jan. 01):

0.00 0.00

kW kW

002 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

7.02 5.61 10.09 12.35 6

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (10:00 Jan. 14): Annual Mean: Max. (20:00 May. 28):

16.50 29.97 41.83

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

8 6612

hrs/a hrs/a


002 New Thermal Block Energy Balance Lighting and Equipment

Supplied Energy per Week

15.3 10

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

14.2 kWh/a

Human Heat Gain 49.2 kWh/a

Solar Gain

5 1

6.1 kWh/a

Added Latent Energy

230.4 kWh/a

0 52 [kWh] 0

Transmission 1.8 kWh/a

Transmission 75.0 kWh/a

Infiltration

5

26.3 kWh/a

10

Ventilation

197.2 kWh/a

Emitted Energy per Week

Daily Temperature Profile °C 30

001 New Thermal Block - March 1

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

20

Internal result temperature Min: 24.66, Max: 25.00, Avg: 24.97

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

001 New Thermal Block - June 1

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 29.29, Avg: 26.30

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

24 [Hrs]


°C 40

001 New Thermal Block - September 1

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 30.52, Avg: 26.83

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 30

001 New Thermal Block - December 1

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

20

Internal result temperature Min: 20.68, Max: 24.06, Avg: 22.34

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C

002 New Thermal Block - March 1

40

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

26

Internal result temperature Min: 27.73, Max: 30.83, Avg: 29.46

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs]


°C 40

002 New Thermal Block - June 1

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

26

Internal result temperature Min: 30.04, Max: 34.82, Avg: 32.43

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

002 New Thermal Block - September 1

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 30.06, Max: 35.45, Avg: 32.75

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 30

002 New Thermal Block - December 1

20

Internal result temperature Min: 22.25, Max: 24.99, Avg: 23.33

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

24 [Hrs]


Durante la simulación se observarios varios puntos, entre ellos que los valores U de el edificio son adecuados, a excepción del firme, ya que supera los 5 puntos. Se observa ganancia de calor por el Sol, pero el punto crítico e la transmición termica que recive el edificio, ya que es alto en los meses con disconfort por calor. De esta manera al ocupar sistemas mecánicos, se incrementa el uso de aire acondicionado justo en los meses en donde la transmición térmica es más alta. Existe una correcta ventilación dentro del edificio. En la zona 1 de la casa (cocina, comedor, sala y dormitorio) en marzo se mantiene en la zona de confort, en junio está ligeramente caliente por las tardes, igual que en septiembre. En diciembre se mantiene dentro de la zona de confort. En la zona 2 del edificio (baño) en marzo está por encima de la zona de confort, al igual que junio y septiembre, y diciembre está dntro de la zona de confort


propuestas de mejora Se propone principalmente cambiar las ventanas curvas, por unas que si se puedan abatir, lo cual implica cambiar los muros curvos por unos rectos, debido a que es deficiente la ventilación cruzada, además se recomienda añadir otra ventana y proteger aquellas que reciben mayor radiación en meses con disconfort por calor. También se recomienda hacer más gruesos los muros exteriores debido a que la transmición térmica es muy elevada, lo mismo sucede con el firme de concreto. El objetivo es combatir el disconfort por calor y la falta de ventilación generada por la humedad del sitio.


propuesta final


planta arquitectรณnica


/.propuesta final

En la ventana nor-oeste, existe un mes en dode está alta la radiación (septiembre), pero debido a que es la ventana del baño, no se considera un elemento que genere disconfort por calor, además de que está protegida por la celosía de carrizo con bambú.


En la ventana este, se mantiene una radiación razonable a lo largo del año, esto se logró gracias a la cubierta voladiza que genera sombra y protege a la ventana, de manera que recibe radiación solo cuando es necesario y nunca existe un momento de disconfort por calor.


/.propuesta final

En la segunda ventana este, se logró una mejora considerable ya que con la cubierta voladiza se logró que se protegiera un poco la ventana, y aún existen momentos altos de radiación pero mucho menores a la prueba anterior.


En la segunda ventana este, se mantiene una radiación razonable a lo largo del año, y como es el caso anterior, existen meses con mucha radiación pero gracias a la protección adicional externa, se puede regular para no tener disonfort por calor en ningún momento del año.


/.propuesta final

En la ventana este la radiaciĂłn se mantiene constante baja, lo cual es muy benĂŠfico para la cocina, existe un mes (julio) en donde es ligeramente alta, pero debido a que ĂŠsta ventana contiene una protecciĂłn adicional, no se recomienda cambiar ni agregar nada.


informe de simulación y análisis térmico y energético de la prepropuesta


Key Values General Project Data Project Name: City Location: Latitude: Longitude: Altitude: Climate Data Source: Evaluation Date:

propuesta final 21° 16' 11" N 99° 2' 31" W 902.00 m 12_NEBLINAS-hour.epw 30/11/2016 08:34:55 p. m.

Building Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: External Envelope Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

39.81 34.80 38.96 75.91 6

Building Shell Performance Data Infiltration at 50Pa: 2.56

m² m² m² m³ % ACH

Heat Transfer Coefficients Building Shell Average: Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.00 2.30 - 2.30 1.85 - 1.85 -2.11 - 3.48

[W/m²K]

Specific Annual Values Net Heating Energy: Net Cooling Energy: Total Net Energy: Energy Consumption: Fuel Consumption: Primary Energy: Fuel Cost: CO2 Emission:

1.95 122.99 124.94 253.92 179.74 479.70 -49.05

kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a kWh/m²a GBP/m²a kg/m²a

Degree Days Heating (HDD): Cooling (CDD):

627.20 4292.22

Project Energy Balance Lighting and Equipment 264.3 kWh/a

Added Latent Energy 88.2 kWh/a

Human Heat Gain 1424.9 kWh/a

Service Hot-Water Heating 4168.6 kWh/a

Solar Gain

Supplied Energy per Month

975.6

67.7 kWh/a

750

Ventilation

284.9 kWh/a

500

Infiltration

18.4 kWh/a

250 Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun.

Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec.

806.9 kWh/a

Heating

0 [kWh] 0

Transmission

2006.1 kWh/a

Transmission 199.8 kWh/a

250

Infiltration

500

Ventilation

750

Sewage

15.3 kWh/a 466.4 kWh/a 4168.6 kWh/a

Cooling

Emitted Energy per Month

4279.5 kWh/a

Thermal Blocks Thermal Block 001 New Thermal Block 002 New Thermal Block

Total:

Zones Assigned 1 1

2

Operation Profile interior baño

Gross Floor Area m² 32.44 7.36

Volume m³ 64.28 11.63

39.81

75.91


001 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

32.44 29.51 29.08 64.28 7

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (02:00 Jan. 13): Annual Mean: Max. (19:00 May. 28):

18.00 24.37 26.14

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

0 3

hrs/a hrs/a

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.30 - 2.30 1.85 - 1.85 2.11 - 3.13

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

67.73 4279.54

kWh kWh

Peak Loads Heating (06:00 Jan. 13): Cooling (16:00 Apr. 07):

0.39 1.50

kW kW

Heat Transfer Coefficients Floors: External: Underground: Openings:

U value 2.30 - 2.30 1.85 - 1.85 3.48 - 3.48

[W/m²K]

Annual Supplies Heating: Cooling:

0.00 0.00

kWh kWh

Peak Loads Heating (01:00 Jan. 01): Cooling (01:00 Jan. 01):

0.00 0.00

kW kW

002 New Thermal Block - Key Values Geometry Data Gross Floor Area: Treated Floor Area: Building Shell Area: Ventilated Volume: Glazing Ratio:

7.36 5.29 9.88 11.63 4

m² m² m² m³ %

Internal Temperature Min. (06:00 Jan. 16): Annual Mean: Max. (20:00 May. 28):

15.05 24.35 29.64

°C °C °C

Unmet Load Hours Heating: Cooling:

100 3465

hrs/a hrs/a


/.propuesta final 002 New Thermal Block Energy Balance Lighting and Equipment 5.8 kWh/a

Added Latent Energy

Supplied Energy per Week

13.4 kWh/a

9

Human Heat Gain 46.3 kWh/a

Solar Gain

5

104.1 kWh/a

2.5 1

4

8

12

16

20

24

28

32

36

40

44

48

0 52 [kWh] 0

Ventilation 0.0 kWh/a

Infiltration

0.0 kWh/a

Transmission 147.9 kWh/a

2.5

Infiltration

5

Ventilation

0.1 kWh/a

22.9 kWh/a

7.5 Emitted Energy per Week

Daily Temperature Profile °C

001 New Thermal Block - March 1

30

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

20

Internal result temperature Min: 24.47, Max: 25.00, Avg: 24.95

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

001 New Thermal Block - June 1

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 25.00, Avg: 25.00

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

24 [Hrs]


°C

001 New Thermal Block - September 1

40

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 25.00, Max: 25.01, Avg: 25.00

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 30

001 New Thermal Block - December 1

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

20

Internal result temperature Min: 21.05, Max: 23.39, Avg: 22.33

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 30

002 New Thermal Block - March 1

20

Internal result temperature Min: 23.12, Max: 24.14, Avg: 23.71

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 19.50, Max: 29.30, Avg: 24.15

24 [Hrs]


/.propuesta final °C

002 New Thermal Block - June 1

40

External temperature Min: 25.30, Max: 31.80, Avg: 28.39

26

Internal result temperature Min: 23.40, Max: 24.23, Avg: 23.81

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 40

002 New Thermal Block - September 1

External temperature Min: 22.10, Max: 33.90, Avg: 28.01

26

Internal result temperature Min: 22.34, Max: 23.21, Avg: 22.77

13

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24 [Hrs] °C 30

002 New Thermal Block - December 1

20

Internal result temperature Min: 18.99, Max: 20.11, Avg: 19.53

10

Internal temperature range

0 0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

External temperature Min: 13.20, Max: 19.40, Avg: 16.10

24 [Hrs]


En el segundo análisis se puede observar una gran mejoría respecto a la radiación en las ventanas y las sombras generadas en las fachadas. También bajó la intensidad de la transferencia térmica ya que se decidió ensanchar los muros y aumentar el espesor del firme. Un factor importante fue el uso de materiales resistentes al calor, ya que el tipo de clima exige resistencia a las altas temperaturas y sobre todo a la humedad. Además el uso de estrategias bioclimáticas que fueron escenciales para optimizar el confort interno del edificio.


Eficiencia y edificación energética /. neblinas  
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